Male promjene u raspodjeli lipida u mijelinskoj membrani koja je čvrsto omotana oko aksona neurona utječu na njena adhezivna svojstva, kao i na vezu s mijelinskim bazičnim proteinom (MBP), jednim od najvažnijih proteina u strukturi mijelina. Nestrukturirani MBP sa svojim pozitivno nabijenim ostatcima uzrokuje promjenu ravnoteže između nabijenih i nenabijenih lipida, te alternacije u lateralnoj organizaciji višestrukih lipidnih dvosloja mijelina. Međutim, interakcija MBP-a i zwitterionskih lipida nije u potpunosti razjašnjena. Ponašanje MBP-a na površini lipidnog dvosloja sastavljenog od zwitterionskih lipida koji čine visok postotak u sastavu mijelinskih membrana istraživat će se relativno jednostavnim spektroskopskim tehnikama poput FT-IR spektroskopije i UV/Vis spektrofotometrije te uz pomoć računalne kemije kao dodatka navedenim eksperimentalnim tehnikama. U okviru ovog projektnog prijedloga detektirat će se temperatura faznog prijelaza višestrukih lipidnih dvosloja i njihov strukturni raspored pod utjecajem različitih hidratacijskih otapala i prisustva MBP-a. Eksperimentalne vještine kao i nova saznanja stečena ovim projektom mogu potaknuti daljnja istraživanja lipidnih domena kod biološki važnih fenomena propadanja membranskih sustava karakterističnih kod neurodegenerativnih bolesti.

Dostava lijekova enkapsuliranih u liposome funkcija je prvenstveno njihovog naboja te kemijskog sastava i načina slaganja lipida. Iako je administracija pozitivno nabijenih lijekova najučinkovitija u negativno nabijenom liposomu, takvi će liposomi ostvariti nepoželjne interakcije s pozitivno nabijenim komponentama u krvi i tkivu. Međutim, liposomi kod kojih je vanjski membranski sloj načinjen od neutralnih, a unutarnji od negativno nabijenih lipida predstavljaju značajan iskorak u optimizaciji dostave lijeka na ciljano mjesto s minimalnim nuspojavama. U okviru ovog projektnog prijedloga predlaže se primjena FTIR spektroskopija u karakterizaciji asimetričnih liposoma na molekulskoj razini. Analizom temperaturno-ovisnog ponašanja vrpci koje potječu od vibracijskih načina pojedinih funkcijskih skupina
molekula lipida (alkilni lanci, glicerolna okosnica te polarne skupine) identificirat će se ključne razlike u termičkom ponašanju simetričnih i asimetričnih liposoma jednakog kemijskog sastava i naposljetku omogućiti rekonstrukcija slaganja lipida. Podaci dobiveni iz FTIR spektara usporedit će se onima dobivenima iz DSC krivulja i NMR spektara. Fundamentalna znanja dobivena u ovom projektu poslužit će za daljnje usavršavanje asimetričnih liposoma kao dostavljača specifičnih lijekova.

Mijelin je višestruko-dvoslojna, pretežno lipidna ovojnica koja omata aksone i osigurava pravilan prijenos živčanih impulsa. Gubitak cjelovitosti mijelina u obliku njegovog prekomjernog odmotavanja, stvaranja vakuola te bubrenja dvosloja naziva se demijelinizacijom koja je povezana s multiplom sklerozom (MS). In vivo studije provedene na oboljelim životinjama pokazale su da su količine najzastupljenijih lipida, uključujući fosfatidiletanolamine (PE), značajno promijenjene u usporedbi sa zdravima, a prati ih i smanjena adhezivna aktivnost mijelin-bazičnog proteina (MBP). Utjecaj povećanja PE u mješovitim modelnim lipidnim membranama na temperaturu faznog prijelaza iz lamelarne (La) u inverznu heksagonsku (HII) fazu, koji pokazuje strukturne sličnosti s formiranjem vakuola, značajan je, ali prilično nedokučiv problem. Cilj ovog prijedloga je naći vezu između spomenute temperaturne promjene te veličine i rasporeda PE-domena u mješovitim modelnim lipidnim membranama uz i bez prisustva MBP-a. Modelne mijelinske membrane priredit će se iz najzastupljenijih mijelinskih lipida u skladu s njihovim omjerima u normalnim i oboljelim jedinkama. Uz različito okruženje PE domena unutar dvosloja, zajedno s promjenama u hidratacijskom mediju u pogledu prisustva MBP-a te ionskog sadržaja, sustavno će se proučiti promjene temperature La do HII faznog prijelaza PE domena. Detaljna molekularna slika tih događaja dobit će se kombinacijom temperaturno-ovisne IR spektroskopije i računalne kemije; strukturne promjene PE domena tijekom ove fazne promjene otkrit će se zajedno s interakcijama između PE, MBP i susjednih domena. Odredit će se parametri koji se smatraju najkritičnijima u smanjenju temperature faznog prijelaza La do HII. Osim razumijevanja demijelinizacije na molekularnoj razini, dobiveni rezultati će također pomoći u predlaganju mogućih rješenja u regulaciji lipidnog sastava lijekovima te odgovarajućom prehranom.